باریت ها (2)

باریم سولفید (BaS) که از باریت ها تشکیل می شوند، یک نقطه ی شروع برای تولید مواد شیمیایی مختلفی است که بر پایه ی باریوم هستند. در این مورد، به جای ایجاد واکنش با سولفات روی، BaS که محلول در آب است، تحت...
يکشنبه، 7 شهريور 1395
تخمین زمان مطالعه:
پدیدآورنده: علی اکبر مظاهری
موارد بیشتر برای شما
باریت ها (2)
  باریت ها (2)

 

مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون



 
باریم سولفید (BaS) که از باریت ها تشکیل می شوند، یک نقطه ی شروع برای تولید مواد شیمیایی مختلفی است که بر پایه ی باریوم هستند. در این مورد، به جای ایجاد واکنش با سولفات روی، BaS که محلول در آب است، تحت عملیات شستشو قرار داده می شود و از قراضه های نامحلول زغال سنگ، جدا می شود. این ویژگی ها ممکن است اندکی متفاوت باشد. این مسئله به کیفیت مواد شیمیایی تولید شده، وابسته است. در سال 1984، اداره استاندارد هند (BIS) شاخص هایی را برای تولید مواد شیمیایی بر اساس باریت، ارائه کرده است. این معیارها، عبارتند از:
مواد شیمیایی با کیفیت معمولی: حداقل 90 % BaSO_4، حداکثر 6.0 % سیلیس و آلومینا، 1.5 % اکسید آهن و 2.0 % اکسید کلسیم و منیزیم.
مواد شیمیایی با کیفیت بالا: حداقل 97 % BaSO_4، حداکثر 2.0 % سیلیس، حداکثر 0.1 % آلومینا، حداکثر 0.1 % اکسید آهن، حداکثر 0.1 % اکسید کلسیم و منیزیم.
علاوه بر این، صنعت شیمیایی نیازمند باریت هایی است که حداکثر 1.0 % استرانسیم سولفات داشته باشد. همچنین میزان اکسید منیزیم و فلوریت نیز در آنها اندک باشد. اندازه ی ذرات باریت باید در گستره ی 0.85-4.0 میلی متر باشد.
استرانسیم سولفات نیز در دمای یکسانی عمل آوری می شود. این دما در حدود 1300 درجه ی سانتیگراد می باشد، در این حالت، استرانسیم سولفیدی تولید می شود که محلول در آب است و از این رو، مشابه با همتای باریومی خود است. بنابراین، جداسازی آنها مشکل می باشد. از این رو، حضور استرانسیم سولفات در باریت ها، مناسب نمی باشد. ملاحظات مربوط به سایر اجزا مانند آلومینا، سیلیس، اکسید آهن، اکسید کلسیم، اکسید منیزیم، فلوریت و اندازه ی ذره در این حالت، مشابه با شاخصه های مربوط به لیتوفون می باشد.
مواد شیمیایی اصلی که از باریت ها، تولید می شوند، به صورت زیر می باشند:
باریم کربنات: این ترکیب در شیشه سازی، تولید لعاب سرامیکی مورد استفاده قرار می گیرد و عملکرد آن، جلوگیری از تشکیل کف بر روی سطح لعاب می باشد. این ماده موجب می شود تا کف تولیدی، به محل تولید، از بین رود. از این ماده برای حذف ناخالصی ها از اسید فسفریک و به منظور سخت کاری فولاد، مورد استفاده قرار می گیرد.
باریم کلرید: این ماده برای سخت کاری سطحی چرم و پارچه مورد استفاده قرار می گیرد و یک ماده ی ضد کف در عمل آوری و ریکاوری فلز باریم، استفاده می شود.
باریم اکسید: این ماده در شیشه سازی و تولید پراکسید باریم، استفاده می شود. اکسید باریم به همراه اکسید مس، به لعاب سرامیکی افزوده می شود. در حالی که CuO رنگ فیروزه ای ایجاد می کند، BaO موجب افزایش شید رنگی آبی رنگ می شود.
باریم پراکسید: این ماده در کوره ی قوس الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد تا بدین وسیله، عمر آستری نسوز افزایش یابد و قوس نیز پایدار شود. این ماده برای کاهش ویسکوزیته ی سرباره و گوگرد نیز مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده همچنین برای تولید هیدروژن پروکسید نیز، استفاده می شود.
باریم هیدروکسید: این ماده برای آماده سازی نمک های باریمی تولید شده از اسیدهای آلی نیز مورد استفاده قرار می گیرد و به عنوان افزودنی برای روغن های روانسازی و تثبیت PVC نیز استفاده می شود. در جمع آوری شکر، این ماده به ملاس چغندر قند اضافه می شود تا باریم ساکارات تشکیل شود و بدین صورت، قند از ملاس جدا شود. این ماده همچنین در تولید محصولات سرامیکی نیز کاربرد دارد.
باریم نیترات: این ماده در چراغ های سیگنال دهی سبز، در پرایمرها و چاشنی مواد منفجره کاربرد دارد.

بازیابی فلز باریم

فلز باریم بوسیله ی الکترولیز باریم کلرید ذوب شده، تولید می شود. باریم یک فلز نقره ای رنگ است که دارای نقطه ی ذوب 850 درجه ی سانتیگراد می باشد. این فلز تمایل ترکیبی زیادی با اکسیژن دارد و از این رو، به عنوان عامل اکسید زدای مس و در لوله های گاززدایی خلاء موجود در اداوت الکترونیکی، مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر اینکه این فلز دارای انتشار الکترون قابل توجه در زمانی است که تخلیه ی الکترونی در آن رخ می دهد، این ماده به عنوان یکی از اجزای مربوط به آلیاژها و المان الکترونی در تیوب های الکترونی، کاربرد دارد. آلیاژ این ماده با مس و اکسیژن به عنوان غلاف ابر رسانا در برخی راکت ها، کاربرد دارد.

صنعت شیشه

شیشه های استاندارد و متداول، موادی آمورف، سخت، ترد و شفاف هستند که از لحاظ شیمیایی یک شیشه مخلوطی از سیلیکات سدیم، کلسیم و منیزیم می باشد. باریت ها، به منظور حصول 4 هدف در صنعت شیشه کاربرد دارند.
برای شیشه سازی در تانک های پیوسته، باریت مورد استفاده قرار می گیرد زیرا این ماده در سدیم کربنات ذوب شده حل می شود و تشکیل یک محلول سنگین می کند. این محلول سنگین، به سمت عمق تانک حرکت می کند و وقتی دما افزایش یابد، این ماده سیلیس واکنش می دهد و منجر به تولید دی اکسید گوگرد و اکسیژن می شود. فرار حباب های گازی موجب بهم خوردن مذاب و حذف گازهای به دام افتاده می شود و بنابراین، موجب هموژن شدن شیشه می شود.
این ماده موجب افزایش براقیت شیشه ی نهایی می شود.
این ماده به عنوان فلاکس عمل می کند و از تشکیل کف در سطح جلوگیری می کند.
باریت ها، موجب می شوند تا شیشه با افزایش دانسیته، کاربردپذیری بیشتری داشته باشد.
اکسید باریم و کربنات آن، به طور متداول استفاده می شود اما باریت ها، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند زیرا دارای وزن مخصوص بالاتر، درخشش و ضریب شکست بهتری است.
باریت ها به صورت گرانوله مورد استفاده قرار می گیرند. این اندازه ی ذره بسیار متداول می باشد. ذرات درشتر، در سدیم کربنات حل نمی شوند و از این رو، باید ذرات بسیار ریز را مورد استفاده قرار دهیم.
از لحاظ شیمیایی، جزء اصلی یعنی BaSO_4 باید تا حد ممکنه خالص باشد. در واقع، ناخالص هایی همچون اکسید آهن و آلومینا، می توانند کیفیت ماده را کاهش دهد. در واقع اکسید آهن، موجب رنگی شدن ماده می شود در حالی که آلومینا موجب افزایش دمای ذوب مخلوط ماده ی اولیه می شود. سیلیس مهم ترین جزء شیشه می باشد، اما این ماده نیز باید در نسبت مناسب، مورد استفاده قرار گیرد. این ماده به صورت کوارتز و فلدسپار، به ماده ی اولیه افزوده می شود. در واقع هر میزان افزایشی در سیلیس از طریق باریت، ممکن است در ساختار شیشه دخیل باشد و موجب بروز مشکل شود.
صنایع هند از باریتی استفاده می کنند که 96 % سولفات باریم، 1.5 درصد سیلیس، 0.15 % آلومینا، 0.1 % اکسید آهن داشته باشد و معمولاً 200-250 میکرون اندازه ی ذراتش، باشد.
شیشه های فوتوکرومیک: باریوم در نوع خاصی از شیشه ها به نام شیشه های فوتوکرومیک مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع از شیشه ها، در واقع شیشه های بروسیلیکاتی هستند که دارای خواص منحصربفردی می باشند. این شیشه ها، با برخورد نور خورشید به آنها، تیره می شوند. از این شیشه ها در لنزهای نوری و عینک ها کاربرد دارد. این خاصیت به دلیل وارد کردن کلرید نقره ، فلز قلیایی و باریوم به مواد واولیه، ایجاد می شود.

صنعت کاغذ

در صنعت کاغذ، این ماده به عنوان فیلر عمل می کند و براقیت کاغذ تماماً به دلیل وجود باریت در این ماده می باشد. علاوه بر این، خنثی بودن باریت ها، همچنین یک معیار مهم می باشد. در این کاربرد، باریت های طبیعی و یا سولفات باریوم رسوبی، مورد استفاده قرار می گیرد. از این ماده همچنین در صنعت مقوا نیز بهره گرفته می شود. در واقع استفاده از باریت موجب می شود تا سطحی صاف بر روی مقوا ایجاد شود.

صنعت لاستیک

لاستیک یا رابر طبیعی، یک صمغ طبیعی فرآوری شده است که به صورت قطرات بسیار کوچک در عصاره ی گیاهی موجود می باشند. این صمغ، لاتکس نامیده می شوند. این ماده حاوی زنجیره های طویل از مولکول های ایزوپرن می باشد که دارای واحدهای C، CH، CH_2، CH_3 می باشد. این زنجیره ها با کشش تقویت می شوند و این مسئله موجب می شود تا لاستیک ویژگی رابری خود را بدست آورد. لاستیک مصنوعی شامل مخلوطی از بوتادین و استیرن می باشد که نسبت این دو ماده به طور متداول 75 به 25 می باشد. اصل مربوط به تولید لاستیک مصنوعی، در واقع انجام یک فرایند پلیمریزاسیون است که در آن، مولکول های کوچک به طور پیوسته هم متصل می شوند و موجب می شود تا مولکول های بزرگ، تشکیل شوند. در عمل، پلیمریزاسیون در یک محلول مایع از بوتادین و استایرن انجام می شود که در آن محیط مایعی شامل ترکیبی از فعال سازها حضور دارند. بعد از کامل شدن پلیمریزاسیون، محصول نهایی بدست آمده ، مشابه با لاتکس طبیعی است. این ماده با کمک اسید هیدروکلریدریک و سایر مواد شیمیایی، کواگلومره می شود.
باریت ها پیش از پلیمریزاسیون اضافه می شود تا بدین صورت، وزن مربوط به رابر نهایی افزایش یابد و همچنین رنگ محصول نیز سفید رنگ باشد. خنثایی، درخش، سفید رنگی و وزن مخصوص بالا، از جمله ی ویژگی های اصلی این ماده می باشد. اما برای این کاربرد، نیاز است تا باریت با خلوص بالا به همراه مقادیر اندکی رطوبت، مورد استفاده قرار گیرد. علاوه بر این، اندازه ی ذرات باریت نیز یکی از مواد بسیار مهم می باشد.
از آنجایی که محیط امولسیون آبی است، مواد حلال در آب، مناسب نیستند و از این رو، لاتکس، با اسید HCl عمل آوری می گردد. منگنز، اکسید آهن و مس، در فرایند پلیمریزاسیون، دخالت می کنند و از این رو مقادیر آنها باید محدود باشد. ذرات نیز باید به صورت یکنواخت در محیط پخش شوند و از این رو، اندازه ی آنها در فرایند مهم می باشد.
عموماً باریت با خلوص 99.5 و یا حتی خلوص بالاتر، ترجیح داده می شود. برخی اوقات نیز از سولفات باریم رسوبی، استفاده می شود. اداره ی استاندارد هند (BIS) معیارهای مربوط به باریت مورد استفاده در این صنعت را استانداردسازی کرده است. با توجه به این استاندارد، باریت مورد استفاده در این صنعت، باید حداکثر حاوی 0.5 % مواد حلال در آب و حلال در اسید، 0.005 % منگنز، و مقادیر بسیار اندکی آهن و مس باشد. اندازه ی ذرات این باریت نیز نباید از 75 میکرون، بیشتر باشد.

شستشوی زغال سنگ

در جداسازی نیمه سنگین زغال سنگ از مواد رسی، اصل مورد استفاده در واقع ورود مواد آسیاب شده از دو نوع به داخل محیطی است که سنگین تر از زغال سنگ می باشد اما سبک تر از مواد رسی و سایر مینرال های موجود باشد. بنابراین، اصول مربوط به جداسازی زغال سنگ، فلوتاسیون است در حالی که اصول مربوط به جداسازی مواد رسی، ته نشینی می باشد. امروزه، از مگنتیت با اندازه ی دانه ی ریز، برای این کار استفاده می شود. اما باریت آسیاب شده نیز گاهاً به دلیل قیمت پایین تر و وزن مخصوص بالاتر، مورد استفاده قرار می گیرد. علاوه بر این، بعد از جداسازی، باریت ها و زغال سنگ می توانند به سهولت جداسازی شوند، زیرا در عمق ظرف جمع شده اند.

مواد منفجره

در کاربردهای خاصی مانند معدن کاری، بررسی های لرزه شناسی و ...، ضربه ی حاصل از شدت مواد منفجره، باید مورد بررسی قرار گیرد. در یک چنین انفجارهایی، باریت آسیاب شده به عنوان فیلر با دانسیته ی بالا، مورد استفاده قرار می گیرد. این ماده موجب تضعیف اثر تخریب یا ضربه ی انفجار می شود تا بدین صورت، عبور انرژی صوتی را کنترل کند. این ماده از لحاظ شیمیایی خنثی است. این مهم ترین ویژگی مربوطه می باشد.
مهم ترین مشارکت مربوطه در زمان انفجار و بعد از آن، انجام می شود. در واقع یکی از مواد مهم در این استفاده هزینه های مربوط به آسیاب کاری باریت ها می باشد. کربنات باریم به عنوان یک عامل زیان آور در نظر گرفته می شود زیرا این ماده تمایل دارد به دی اکسید کربن و مونوکسید کربن تجزیه شود. این مسئله در واقع موجب ایجاد گاز در توده ی انفجاری می شود و مشکلاتی را ایجاد می کند. مواد منجره ی متداول، از تیتانات گلیسرول مایع تشکیل شده اند که یک ماده ی اسیدی محسوب می شود و از این رو، در مواد اسیدی حل می شود. بنابرای، استفاده از باریت به عنوان یک ماده ی خنثی، مطلوب می باشد. باریت ها علاوه بر این، باید به صورت خشک مورد استفاده قرار گیرد و جذب آب نداشته باشند. همچنین باید مواد حلال در آب، به میزان اندکی در آنها وجود داشته باشند.
انجمن استاندارد هند (BIS) گریدی را برای این کار مناسب در نظر گرفته است که حداقل 90 % سولفات باریم داشته باشد و حداکثر، 1 % کربنات باریم، 3 % مواد حلال در اسید، 0.5 % مواد حلال در آب داشته باشد. همچنین اندازه ی ذره ی این ماده نیز زیر 63 میکرون باشد.

کلوخه های مورد استفاده در بتن

بتن استاندارد، دارای دانسیته بالکی برابر با 2.72 تن بر متر مکعب است. به هر حال، در کاربردهای خاص، مانند پارکینگ ها، باند پرواز هواپیماها، خطوط لوله و ...، بتن های سنگین تری مورد نیاز است تا بتوانند وزن و ضربات حاصله را تحمل کنند. برای ایجاد یک چنین بتن هایی از باریت استفاده می کنند. زیرا این ماده دارای وزن مخصوص بالایی است و از لحاظ شیمیایی نیز خنثی است. دانسیته ی نمونه وار بتن هایی که در آنها از باریت استفاده شده است، بیش از 3.52 تن بر متر مکعب می باشد.
رآکتورهای هسته ای و سایر ادواتی که تابش اشعه در آنها وجود دارد
بتن های سنگین، همانگونه که بیان شد، برای رآکتورهای هسته ای، شتاب دهنده های ذره ای، سلول های گرم آزمایشگاهی و... نیز استفاده می شوند. در واقع هدف استفاده در این کاربردها، ایجاد یک محافظت در برابر تابش نوترونی و یا اشعه ی گاما می باشد. با استفاده از باریت ها، بتن قابلیت جذب تابش پیدا می کند.

رادیولوژی

قابلیت جذب بالای اشعه ی X و خنثی بودن، دو معیار استفاده از این ماده در بخش رادیولوژی است. از این ماده در بخش های زیر استفاده می شود:
این ماده به عنوان یک محیط کنتراست برای بررسی دستگاه گوارش، استفاده می شود.
این ماده به سیمان های استخوانی و دندانی اضافه می شود تا کاشت دندان یا استخوان، قابلیت ردیابی داشته باشد. این ردیابی با رادیوگرافی انجام می شود.
این ماده به عنوان فیلر در ابزارآلات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرند تا بوسیله ی آنها، بتواند اعضای جایگزین شده در بدن را ردیابی کنند. پلاستیک های فاقد این ماده، توانایی ردیابی با اشعه ی X را ندارند.
باریت های طبیعی و سولفات باریم رسوبی، و یا مخلوطی از این دو ماده در این کاربردها، قابلیت استفاده دارند.

وسایل بازی بچه ها

در برخی از وسایل بازی پلاستیکی بچه ها، باریت به عنوان فیلر، کاربرد دارد. در اینجا، هزینه ی پایین، قابلیت جذب اشعه ی X و خنثی بودن، معیارهای اصلی مطرح می شوند. هدف در اینجا، تشخیص آسان آنها با استفاده از تصاویر اشعه ی X می باشد. در واقع در زمانی که این وسایل به صورت تصادفی بوسیله ی کودکان بلعیده می شوند، وجود باریت می تواند شناسایی آنها را ممکن کند.

چسب ها

چسب ها مواد آلی یا غیر آلی هستند که قادرند دو قطعه از یک ماده را به هم متصل کنند. باریت های ریزدانه، به عنوان افزودنی در چسب های خاصی استفاده می شوند. علت این استفاده جذب روغن پایین، اثر سفید کنندگی، خنثی بودن شیمیایی و قابلیت توزیع یکنواخت آنها در داخل زمینه می باشد.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.

 



مقالات مرتبط
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
مقالات مرتبط